内容正文:
丰城九中2025-2026学年高一年级日新班下学期期中检测
化学试卷
考试时间:75分钟 试卷总分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Al-27 S-32 K-39 Co-59 Cu-64
一、单项选择题(14小题,每小题3分,共42分)
1. 化学与生产、生活密切相关,生活中处处有化学。下列说法正确的是
A. 可使用广泛pH试纸测量“84”消毒液的pH
B. 工业上常在铁板表面镀上一层锡(俗称马口铁)来防止铁板表面破损后发生电化学腐蚀
C. 空气中的水汽凝华为雪花是一个放热过程,也是熵减过程
D. 合成氨工业中采用循环操作,主要是为了提高平衡混合物中氨的含量
2. 下列说法中正确的是
A. 若基态C原子电子排布式为,违反了泡利原理
B. 基态Si原子核外有8种运动状态不同的电子
C. 日常生活中我们看到的许多可见光来自原子核外电子跃迁吸收能量
D. 从空间角度看,同一原子中,2s轨道比1s轨道大,其空间包含了1s轨道
3. 工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:
某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应,下列叙述正确的是
A. 反应过程中,若增大压强能提高的平衡转化率
B. 当吸收热量时,生成的通入含的溶液中恰好反应
C. 反应至4min时,若浓度为,则的反应速率为
D. 若反应开始时为、为,则达到平衡时,吸收热量为
4. 下列相关式子书写正确的是
A. 水解:
B. 在水中电离:
C. 溶于:
D. 发生水解:
5. 中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成,它运用了“光触媒”技术,在路面涂上一种光催化剂涂料,可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成和:,下列对此反应的叙述中正确的是
A. 降低温度,有效碰撞频率降低,不利于该反应的正向进行
B. 增大压强能使该反应的化学平衡常数K增大
C. NO和CO分子间只要有合理取向的碰撞就能发生化学反应
D. 使用光催化剂能降低反应的活化能,增大活化分子的百分数
6. 已知反应X(g)+Y(g)R(g)+Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830 ℃时,向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y,反应初始4 s内v(X)=0.005 mol/(L·s)。下列说法正确的是
温度/℃
700
800
830
1 000
1 200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
A. 4 s时容器内c(Y)=0.76 mol/L
B. 830 ℃达平衡时,X的转化率为80%
C. 反应达平衡后,升高温度,平衡正向移动
D. 1 200 ℃时反应R(g)+Q(g) X(g)+Y(g)的平衡常数K=0.4
7. “汞心脏”实验中Hg珠表面张力大呈现椭球形,滴入溶液后,Hg珠表面生成固体,表面张力变小而变扁,放入铁钉,Hg珠接触铁钉又瞬间变椭圆,这样有节奏的“扁-圆-扁-圆……”跳动5-10 s后停止。
下列说法错误的是
A. 该实验需标识
B. 接触铁钉后形成原电池,铁钉作负极,汞珠作正极
C. 将铁钉换成纯金首饰能产生同样效果
D. 消耗完,Hg珠停止跳动
8. 室温下,下列实验方案能达到探究目的的是
选项
实验方案
探究目的
A
向氯化铁溶液中依次加入少量KI溶液和,振荡后静置,观察层颜色
氧化性:Fe3+<
B
少量硫酸钡加入到饱和碳酸钠溶液中,搅拌充分反应后过滤,往沉淀中加入盐酸,沉淀完全溶解
小于
C
用pH计测定、溶液的pH
和的电离能力
D
将银和AgNO3溶液与铜和Na2SO4溶液组成双液原电池。连通后银表面有银白色金属沉积,铜电极附近溶液逐渐变蓝
Cu的金属性比Ag强
A. A B. B C. C D. D
9. A、B、C、D均为石墨电极,E、F为两种活泼金属,这两种金属元素均位于短周期,且位置相邻,E能与NaOH溶液反应。按图示接通线路,反应一段时间。下列说法错误的是
A. 甲池为电解池,乙池为原电池
B. E极电极反应为
C. a中溶液会变蓝
D. 已知烧杯和U形管中的溶液均足量,当E电极减轻2.7 g时,若想将甲中溶液复原,需加入0.15 mol Cu(OH)2固体
10. 溶液混合后体积变化忽略不计,则下列叙述正确的是
A. 室温下,将1L 的溶液加水稀释为2L,
B. 室温下,的醋酸溶液,稀释10倍后
C. 室温下,的醋酸溶液与的氢氧化钠溶液等体积混合后
D. 95℃纯水的,说明加热可导致水呈酸性
11. 化学中常用图象直观地描述化学反应的进程或结果。下列图象描述正确的是
A. 图①表示一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,醋酸溶液电离程度:c<a<b
B. 图②恒温密闭容器中发生反应时,随反应时间变化的曲线,时刻改变的条件可能是缩小容器的体积
C. 图③可表示可逆反应;
D. 图④是铁条与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线,时刻溶液的温度最高
12. 某温度下,在恒容密闭容器中充入一定量的。发生下列反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ: 。
测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 当体系内气体的平均摩尔质量不变时,说明反应达到平衡
B. 该温度下,0~4s内反应Ⅰ的平均速率
C. 升高温度,反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增大,X的平衡转化率也增大
D. 其他条件不变,28s时再投入一定量的,再次达平衡后,增大
13. 某酸性工业废液中含有浓度相当的和,回收镉、铁的部分流程如下:
已知:。下列说法不正确的是
A. 工业废液中,
B. 、的溶液中:
C. 若向溶液中加入FeS(s),可使c(Cd2+)<10-10mol/L
D. “沉铁”时离子反应方程式为
14. 常温下,向20.00mL0.100mol/L的乙二酸()溶液中滴加同浓度的NaOH溶液,过程中lgX(X为或)、V(NaOH)与pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 直线I中X表示
B. 乙二酸的
C. c点溶液中
D. pH=7时,
二、非选择题(4小题,除标注外每空2分,共58分)
15. 新型储能电池的电极材料研发中,科研团队通过光谱分析发现其含七种关键元素(仅涉及前四周期),这些元素的原子结构特征与性质数据如表所示:
元素编号
原子结构特征或性质数据
A
基态原子2p轨道半充满
B
地壳中含量最多的元素
C
与B同主族,单质为淡黄色固体
D
第三周期元素中简单离子半径最小
E
前四周期主族元素中电负性最小
F
基态原子有5个未成对电子,位于第四周期
G
基态原子序数小于30,其+2价阳离子的3d轨道电子数比的+2价阳离子多1个
回答下列问题:
(1)基态A原子中,核外电子占据的最高能层符号为___________,最高能级的电子云轮廓图形状为___________。
(2)B、C、D的原子半径由大到小的顺序为___________(用元素符号表示,下同)。
(3) A、B、C的第一电离能由大到小的顺序为___________,请从原子结构角度简要解释原因:___________。
(4)上述某种元素的逐级电离能如图所示,该元素是___________。
电离能
某元素逐级电离能
578
1817
2745
11575
14830
该元素的氧化物与元素最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为___________。
(5)元素位于周期表的___________区,的价层电子轨道排布图为___________,气态再失去一个电子比气态再失去一个电子更难,原因是___________。
16. 常温下,部分弱电解质的电离平衡常数如表,据此回答下列问题:
弱酸
电离平衡常数(25℃)
、
、
、
、
HClO
(1)若使溶液完全反应生成,至少分别需要和的物质的量之比为___________。
(2)物质的量浓度均为的四种溶液①②③④,pH由小到大的顺序___________(填序号)。
(3)将过量通入溶液中的离子方程式为___________。
(4)下列离子在溶液中能大量共存的是___________(填标号)。
A. 、、 B. 、,
C. 、、 D. 、、
(5)溶液中存在自耦电离:,该反应平衡常数___________。
(6)某温度下,将的NaOH溶液与的溶液混合,若所得混合溶液的,则NaOH溶液与溶液的体积比为___________。
(7)常温下,向的溶液加入等体积的未知浓度的盐酸溶液(溶液混合时体积变化忽略不计),溶液恰好呈中性,则所加盐酸溶液的物质的量浓度___________(用含a的式子表示)。
17. 镍及其化合物在工业上有广泛用途,以某地红土镍矿(主要成分NiO、MgO、、和铁的氧化物)为原料,采用酸溶法制取和,工业流程如图所示:
已知:①常温下,易溶于水,和NiOOH不溶于水;。
②在上述流程中,某些金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH如下:
沉淀物
开始沉淀时的pH
7.1
7.6
2.7
3.4
9.2
沉淀完全()时的pH
9.0
9.6
3.2
4.7
11.1
回答下列问题:
(1)“浸取”时需将矿样研磨的目的是______,“滤渣1”的成分______(填化学式)。
(2)“滤液1”中加入的作用是______(用离子反应方程式表示)。
(3)操作II为达到实验目的,由表中的数据判断通入调节溶液pH的范围是______。
(4)“滤液1”中是否存在,可用______检验。
(5)“沉镍”中pH调为8.5,则滤液中的浓度为______。
(6)操作V是______、过滤、洗涤。
(7)在碱性溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH,该反应的离子方程式为______。
18. 甲醇来源丰富,价格低廉,是一种重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景。
I.工业生产甲醇的常用方法是 。
已知: ;。
(1)计算: ___________。
(2)若在绝热恒容的容器内进行反应,初始加入和,下列不能表示该反应达到平衡状态的有___________(填字母)。
A. 保持不变 B. 容器中混合气体的密度不变化
C. D. 容器中混合气体的压强不变化
(3)下列措施既能提高反应中CO的平衡转化率,又能加快反应速率的是___________。
A. 降低温度 B. 缩小容器体积
C. 加入催化剂 D. 从反应体系中移除甲醇
II.制甲醇所需要的H2,可用下列反应制取: 。某温度下发生该反应,若起始时向恒容容器中充入和,达到平衡时,的转化率为60%,试回答下列问题:
(4)该温度下,反应达平衡,用表示内该反应的平均反应速率为___________,初始压强为,该反应的压强平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)若再次向容器中充入和,则此时该反应的(正)___________(填“>”“<”或“=”)(逆)。
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丰城九中2025-2026学年高一年级日新班下学期期中检测
化学试卷
考试时间:75分钟 试卷总分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Al-27 S-32 K-39 Co-59 Cu-64
一、单项选择题(14小题,每小题3分,共42分)
1. 化学与生产、生活密切相关,生活中处处有化学。下列说法正确的是
A. 可使用广泛pH试纸测量“84”消毒液的pH
B. 工业上常在铁板表面镀上一层锡(俗称马口铁)来防止铁板表面破损后发生电化学腐蚀
C. 空气中的水汽凝华为雪花是一个放热过程,也是熵减过程
D. 合成氨工业中采用循环操作,主要是为了提高平衡混合物中氨的含量
【答案】C
【解析】
【详解】A.“84”消毒液具有强氧化性,会漂白广泛pH试纸,无法准确测量其pH,A错误;
B.铁的金属活动性强于锡,镀锡层破损后形成原电池时铁作负极,会加快铁板的电化学腐蚀,B错误;
C.水汽凝华为雪花是气态水变为固态水的过程,放出热量,且体系混乱度降低,属于熵减过程,C正确;
D.合成氨工业采用循环操作,主要是为了提高氮气、氢气的原料利用率,循环操作不改变平衡状态,无法提高平衡混合物中氨的含量,D错误;
故选C。
2. 下列说法中正确的是
A. 若基态C原子电子排布式为,违反了泡利原理
B. 基态Si原子核外有8种运动状态不同的电子
C. 日常生活中我们看到的许多可见光来自原子核外电子跃迁吸收能量
D. 从空间角度看,同一原子中,2s轨道比1s轨道大,其空间包含了1s轨道
【答案】D
【解析】
【详解】A.该排布违反的是洪特规则(同一能级不同轨道上的电子优先分占不同轨道),不是泡利原理,A错误;
B.基态Si原子核电荷数为14,核外共14个电子,每个电子运动状态均不同,因此有14种运动状态不同的电子,B错误;
C.日常生活中看到的可见光,来自原子核外电子从激发态跃迁回基态时释放能量(以光能形式辐射),不是吸收能量,C错误;
D.s轨道为球形,同一原子中,主量子数越大,s轨道半径越大,2s轨道半径大于1s轨道,空间上确实包含了1s轨道,D正确;
故答案为D。
3. 工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:
某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应,下列叙述正确的是
A. 反应过程中,若增大压强能提高的平衡转化率
B. 当吸收热量时,生成的通入含的溶液中恰好反应
C. 反应至4min时,若浓度为,则的反应速率为
D. 若反应开始时为、为,则达到平衡时,吸收热量为
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应是反应前后气体分子数增大的反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动,SiCl4的转化率减小,A错误;
B.由方程式可知,当反应吸收热量为0.025QkJ时,生成的HCl的物质的量为,恰好可以和0.1mol NaOH反应,B正确;
C.速率之比等于反应系数之比,,C错误;
D.该反应是可逆反应,达平衡时,吸收热量小于QkJ,D错误;
故选B。
4. 下列相关式子书写正确的是
A. 水解:
B. 在水中电离:
C. 溶于:
D. 发生水解:
【答案】D
【解析】
【详解】A.水解生成碳酸和氢氧根,水解方程式为,A项错误;
B.在水溶液中电离生成钠离子、氢离子、硫酸根离子,其电离方程式为,B项错误;
C.为强酸弱碱盐,溶于中发生水解,水解方程式为,C项错误;
D.为强碱弱酸盐,硫离子会发生水解,水解方程式为,D项正确;
答案选D。
5. 中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成,它运用了“光触媒”技术,在路面涂上一种光催化剂涂料,可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成和:,下列对此反应的叙述中正确的是
A. 降低温度,有效碰撞频率降低,不利于该反应的正向进行
B. 增大压强能使该反应的化学平衡常数K增大
C. NO和CO分子间只要有合理取向的碰撞就能发生化学反应
D. 使用光催化剂能降低反应的活化能,增大活化分子的百分数
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应是放热反应,降低温度反应向正方向移动,A错误;
B.K值与温度有关,压强不影响K值,B错误;
C.有效碰撞的前提是具有一定的能量,C错误;
D.使用光催化剂能降低反应的活化能,增大活化分子的百分数,D正确;
故选D。
6. 已知反应X(g)+Y(g)R(g)+Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830 ℃时,向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y,反应初始4 s内v(X)=0.005 mol/(L·s)。下列说法正确的是
温度/℃
700
800
830
1 000
1 200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
A. 4 s时容器内c(Y)=0.76 mol/L
B. 830 ℃达平衡时,X的转化率为80%
C. 反应达平衡后,升高温度,平衡正向移动
D. 1 200 ℃时反应R(g)+Q(g) X(g)+Y(g)的平衡常数K=0.4
【答案】B
【解析】
【详解】A、(X)=0.005 mol/(L·s),则(Y)=0.005 mol/(L·s),4sY的减少量为0.02 mol/L,4 s时容器内c(Y)=-0.02mol/L=0.38 mol/L,A项错误;
B、830℃达平衡时,平衡常数为1,应有c(X)·c(Y)=c(R)· c(Q),设有a mol/L的X参与反应,则消耗Y为a mol/L,生成Q和R分别都为a mol/L,(0.1-a)(0.4-a)=a2,a=0.08mol/L,,转化率为80%,B项正确;
C、反应达平衡后,升高温度,平衡常数减小,平衡逆向移动,C项错误;
D、1200℃时反应R(g)+Q(g)X(g)+Y(g)的平衡常数K==2.5,D项错误;
答案选B。
7. “汞心脏”实验中Hg珠表面张力大呈现椭球形,滴入溶液后,Hg珠表面生成固体,表面张力变小而变扁,放入铁钉,Hg珠接触铁钉又瞬间变椭圆,这样有节奏的“扁-圆-扁-圆……”跳动5-10 s后停止。
下列说法错误的是
A. 该实验需标识
B. 接触铁钉后形成原电池,铁钉作负极,汞珠作正极
C. 将铁钉换成纯金首饰能产生同样效果
D. 消耗完,Hg珠停止跳动
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验涉及浓H2SO4(腐蚀品)、K2Cr2O7(强氧化剂、有毒)、Hg(重金属、易挥发,环境危害),铁钉(锐器)需对应安全标识,A正确;
B.接触铁钉后形成原电池,电极反应为:负极(Fe): ,正极(Hg珠): ,总反应: ,符合原电池原理,B正确;
C.纯金(Au)金属活动性极弱,无法作为负极提供电子还原Hg2SO4,故不能引发“变圆”过程,无法产生相同跳动效果,C错误;
D.K2Cr2O7是氧化剂,用于再生Hg2SO4使Hg珠变扁;其耗尽后无新Hg2SO4生成,循环终止,跳动停止,D正确;
故选C。
8. 室温下,下列实验方案能达到探究目的的是
选项
实验方案
探究目的
A
向氯化铁溶液中依次加入少量KI溶液和,振荡后静置,观察层颜色
氧化性:Fe3+<
B
少量硫酸钡加入到饱和碳酸钠溶液中,搅拌充分反应后过滤,往沉淀中加入盐酸,沉淀完全溶解
小于
C
用pH计测定、溶液的pH
和的电离能力
D
将银和AgNO3溶液与铜和Na2SO4溶液组成双液原电池。连通后银表面有银白色金属沉积,铜电极附近溶液逐渐变蓝
Cu的金属性比Ag强
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.若发生反应,层显紫色,可证明氧化性,与探究目的不符,A错误;
B.饱和碳酸钠溶液中浓度极高,可使浓度商从而生成沉淀,该转化不能说明,B错误;
C.未说明、溶液浓度相等,无法通过pH比较水解程度,进而不能比较和的电离能力,C错误;
D.原电池中Cu电极附近溶液变蓝说明Cu失电子作负极,Ag表面有金属沉积说明Ag作正极,可证明还原性,即Cu金属性比Ag强,能达到探究目的,D正确;
故选D。
9. A、B、C、D均为石墨电极,E、F为两种活泼金属,这两种金属元素均位于短周期,且位置相邻,E能与NaOH溶液反应。按图示接通线路,反应一段时间。下列说法错误的是
A. 甲池为电解池,乙池为原电池
B. E极电极反应为
C. a中溶液会变蓝
D. 已知烧杯和U形管中的溶液均足量,当E电极减轻2.7 g时,若想将甲中溶液复原,需加入0.15 mol Cu(OH)2固体
【答案】D
【解析】
【分析】短周期活泼金属包括Li、Be、Na、Mg、Al,结合题目中E能与NaOH溶液反应的信息,Al在短周期的活泼金属中能与NaOH溶液发生反应,故推测E是Al,则F为其相邻元素Mg。乙池由Al、Mg、NaOH溶液组成原电池,Al为负极,电极反应式为;Mg为正极,甲池和U型管均为电解池。
【详解】A.由分析可知甲池为电解池,乙池为原电池,A正确;
B.由分析知E是Al,电极反应式为,B正确;
C.由分析知E为Al,在放电过程中失去电子,为负极,根据电流方向可知D为电解池阴极,发生H++2e-=H2的电极反应;C为电解池阳极,发生Cl--2e-=Cl2的电极反应,C极生成的氯气可氧化I-至I2使淀粉变蓝,即a中溶液会变蓝,C正确;
D.根据题目信息可知铝的摩尔质量为27 g/mol,失去3个电子形成Al3+,在甲池中B极发生还原反应Cu2+ + 2e-= Cu↓,A极发生反应2H2O - 4e-=O2↑+ 4H+,生成铜单质沉淀和氧气脱离溶液体系,故要使甲溶液复原,根据元素守恒定律应加入CuO,其物质的量为,D错误;
故答案选D。
10. 溶液混合后体积变化忽略不计,则下列叙述正确的是
A. 室温下,将1L 的溶液加水稀释为2L,
B. 室温下,的醋酸溶液,稀释10倍后
C. 室温下,的醋酸溶液与的氢氧化钠溶液等体积混合后
D. 95℃纯水的,说明加热可导致水呈酸性
【答案】A
【解析】
【详解】A.1L 的溶液中,稀释为2L后,室温下,则,,A正确;
B.醋酸是弱电解质,稀释时会促进醋酸的电离,补充,因此的醋酸溶液稀释10倍后,,不会等于4,B错误;
C.的醋酸溶液中,醋酸的实际浓度远大于,而的氢氧化钠溶液浓度为,等体积混合后醋酸过量,溶液呈酸性,,C错误;
D.水的电离是吸热过程,升温促进水的电离,增大,95℃纯水中,因此,但纯水始终满足,呈中性,D错误;
故选A。
11. 化学中常用图象直观地描述化学反应的进程或结果。下列图象描述正确的是
A. 图①表示一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,醋酸溶液电离程度:c<a<b
B. 图②恒温密闭容器中发生反应时,随反应时间变化的曲线,时刻改变的条件可能是缩小容器的体积
C. 图③可表示可逆反应;
D. 图④是铁条与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线,时刻溶液的温度最高
【答案】B
【解析】
【详解】A.加水体积越大,越利于CH3COOH电离,故电离程度:c>b>a,故A错误;
B.由图可知,t1时刻突然变大,一段时间后,浓度与改变前相同,则时刻改变的条件可能是缩小容器的体积,故B正确;
C.随着温度的升高,逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆方向进行,说明反应放热,故C错误;
D.铁条与盐酸的反应是放热反应,随反应的进行,温度越来越高,故D错误;
故答案为B。
12. 某温度下,在恒容密闭容器中充入一定量的。发生下列反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ: 。
测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 当体系内气体的平均摩尔质量不变时,说明反应达到平衡
B. 该温度下,0~4s内反应Ⅰ的平均速率
C. 升高温度,反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增大,X的平衡转化率也增大
D. 其他条件不变,28s时再投入一定量的,再次达平衡后,增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.两个反应均为气体分子数不变的反应,因此体系总质量、总物质的量始终不变,平均摩尔质量为定值,不变不能说明反应达到平衡,A错误;
B.由图可知,时,,,根据原子守恒,初始的浓度为。 内,的浓度变化,反应Ⅰ中生成的速率等于消耗的速率: ,B正确;
C.反应Ⅰ、Ⅱ的均小于,都是放热反应。升高温度,反应速率均增大,但平衡均逆向移动,的平衡转化率减小,C错误;
D.温度不变时,反应Ⅰ的平衡常数,平衡常数只与温度有关,因此再次平衡后不变,D错误;
故选B。
13. 某酸性工业废液中含有浓度相当的和,回收镉、铁的部分流程如下:
已知:。下列说法不正确的是
A. 工业废液中,
B. 、的溶液中:
C. 若向溶液中加入FeS(s),可使c(Cd2+)<10-10mol/L
D. “沉铁”时离子反应方程式为
【答案】A
【解析】
【分析】向酸性工业废液(含浓度相当的和)中加入溶液,发生反应:,生成滤饼;向沉镉后的溶液中加入溶液,发生反应,得到,据此分析。
【详解】A.工业废液中,阳离子为、、,阴离子为、,根据电荷守恒,应为,A错误;
B.的溶液中, ,第一步水解:,水解常数:,代入,得:,即,故,B正确;
C.沉淀转化反应为:,平衡常数:,平衡时,初始 ,平衡时 ,因此: ,C正确;
D.“沉铁”时,与反应生成沉淀、和,离子方程式为,D正确;
故选A。
14. 常温下,向20.00mL0.100mol/L的乙二酸()溶液中滴加同浓度的NaOH溶液,过程中lgX(X为或)、V(NaOH)与pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. 直线I中X表示
B. 乙二酸的
C. c点溶液中
D. pH=7时,
【答案】D
【解析】
【分析】由,即,同理,分别代入(0,-1.25)、(0,-3.82)两点坐标,可得直线I对应的Ka=10-1.25,直线II对应的Ka=10-3.82,Ka1>Ka2,则直线I对应的lgX为,Ka1=10-1.25,直线II对应的lgX为,Ka2=10-3.82,据此回答。
【详解】A.由分析可知,直线I中X表示,A正确;
B.由分析可知,乙二酸的,B正确;
C.c点处,pH=8.2,即c(H+)=10-8.2mol/L,则,C正确;
D.pH=7时,即,溶液中存在电荷守恒,,则,D错误;
故选D。
二、非选择题(4小题,除标注外每空2分,共58分)
15. 新型储能电池的电极材料研发中,科研团队通过光谱分析发现其含七种关键元素(仅涉及前四周期),这些元素的原子结构特征与性质数据如表所示:
元素编号
原子结构特征或性质数据
A
基态原子2p轨道半充满
B
地壳中含量最多的元素
C
与B同主族,单质为淡黄色固体
D
第三周期元素中简单离子半径最小
E
前四周期主族元素中电负性最小
F
基态原子有5个未成对电子,位于第四周期
G
基态原子序数小于30,其+2价阳离子的3d轨道电子数比的+2价阳离子多1个
回答下列问题:
(1)基态A原子中,核外电子占据的最高能层符号为___________,最高能级的电子云轮廓图形状为___________。
(2)B、C、D的原子半径由大到小的顺序为___________(用元素符号表示,下同)。
(3) A、B、C的第一电离能由大到小的顺序为___________,请从原子结构角度简要解释原因:___________。
(4)上述某种元素的逐级电离能如图所示,该元素是___________。
电离能
某元素逐级电离能
578
1817
2745
11575
14830
该元素的氧化物与元素最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为___________。
(5)元素位于周期表的___________区,的价层电子轨道排布图为___________,气态再失去一个电子比气态再失去一个电子更难,原因是___________。
【答案】(1) ①. L ②. 哑铃形或纺锤形
(2)
(3) ①. ②. 同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但的轨道处于半充满的稳定结构,第一电离能大于相邻的;同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,故的第一电离能大于S
(4) ①. ②.
(5) ①. ②. ③. 的轨道处于半充满的稳定结构,失去一个电子所需能量更高,而的轨道为,失去一个电子后变为半充满稳定结构,故气态失去一个电子比更难
【解析】
【分析】A的基态原子2p轨道半充满,根据电子排布规律,2p轨道半充满时电子排布式为,故A为N;地壳中含量最多的元素为氧,故B为O;C与B同主族,说明位于第VIA族,且单质为淡黄色固体,第VIA族中单质为淡黄色固体的是硫,故C为S;D是第三周期元素中简单离子半径最小的元素,第三周期元素的简单离子包括金属阳离子和非金属阴离子,阴离子电子层数为3,阳离子电子层数为2,电子层数越少半径越小,同电子层结构的阳离子中,核电荷数越大,半径越小,故第三周期简单离子半径最小的是Al3+,对应D为Al;同周期元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,前四周期主族元素中电负性最小的是第四周期第IA族元素,故E为K;F位于第四周期,基态原子有5个未成对电子,故F为Mn;G的原子序数小于30,其+2价阳离子的3d轨道电子数比F的+2价阳离子多1个,Mn2+的电子排布为,故G2+的3d轨道电子数为6,即G的价层电子排布式为,对应原子序数26,故G为Fe。
【详解】(1)基态A原子的电子排布式为,核外电子占据的能层依次为K层、L层,故最高能层符号为L;最高能级为2p能级,p轨道的电子云轮廓图形状为哑铃形或纺锤形;
(2)电子层数越多,半径越大;电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,故原子半径:Al > S > O;
(3)、同属第二周期,的轨道半充满,能量低、结构稳定,失去一个电子所需能量更高,故第一电离能:,、同属第族,的电子层数更多,原子半径更大,核对外层电子的吸引力更弱,失去一个电子更易,故第一电离能:;
(4)逐级电离能为578 kJmol-1、1817 kJmol-1、2745 kJmol-1 、11575 kJmol-1、14830 kJmol-1,与的差值为8830 kJmol-1远大于与的差值为928 kJmol-1,说明该元素最外层有3个电子,失去3个电子后达到稳定结构,后续再失去电子需克服更大能量;结合推断出的元素,最外层3个电子的是Al,故该元素为Al;E为K,其最高价氧化物对应的水化物为KOH,Al的氧化物为Al2O3,二者反应生成四羟基合铝酸钾,化学方程式为;
(5)F为Mn,价层电子排布式为,故Mn位于d区;G为Fe,价层电子排布式为,Fe2+价层电子排布图为;气态Mn2+的价电子排布为3d5,是半充满的稳定结构,再失去一个电子较难;而气态Fe2+的价电子排布为3d6,失去一个电子后变为3d5的半充满稳定结构,因此Mn2+气态再失去一个电子比气态Fe2+更难。
16. 常温下,部分弱电解质的电离平衡常数如表,据此回答下列问题:
弱酸
电离平衡常数(25℃)
、
、
、
、
HClO
(1)若使溶液完全反应生成,至少分别需要和的物质的量之比为___________。
(2)物质的量浓度均为的四种溶液①②③④,pH由小到大的顺序___________(填序号)。
(3)将过量通入溶液中的离子方程式为___________。
(4)下列离子在溶液中能大量共存的是___________(填标号)。
A. 、、 B. 、,
C. 、、 D. 、、
(5)溶液中存在自耦电离:,该反应平衡常数___________。
(6)某温度下,将的NaOH溶液与的溶液混合,若所得混合溶液的,则NaOH溶液与溶液的体积比为___________。
(7)常温下,向的溶液加入等体积的未知浓度的盐酸溶液(溶液混合时体积变化忽略不计),溶液恰好呈中性,则所加盐酸溶液的物质的量浓度___________(用含a的式子表示)。
【答案】(1)2:1 (2)②<④<①<③
(3) (4)BD
(5)
(6)1:10 (7)
【解析】
【小问1详解】
根据,,据分析可得,,根据方程式得:,要使溶液完全反应生成,至少分别需要和的物质的量之比为2:1;
【小问2详解】
水解呈酸性,、、水解呈碱性,根据越弱越水解,水解程度>>,所以pH由小到大的顺序为<<<;
【小问3详解】
根据酸性强弱可知: ,根据强酸制弱酸原理,过量与硫化氢发生氧化还原反应得到硫单质,离子方程式为:;
【小问4详解】
已知酸性强弱:,利用强酸制弱酸原理可知
A.和、均能反应,不能大量共存,A错误;
B.、,这些离子不反应,能大量共存,B符合题意;
C.和反应生成,不能大量共存,C错误;
D.、、这些离子不反应,能大量共存,D符合题意;
故答案选BD。
【小问5详解】
已知的,,该反应平衡常数;
【小问6详解】
设氢氧化钠溶液和硫酸溶液的体积分别为a、b,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的溶液混合,若所得混合溶液的,在时,说明溶液呈中性,酸溶液中的氢离子的物质的量和碱溶液中的氢氧根离子的物质的量相等,则1.0×10-4b=1.0×10-3a,解得a:b=1:10;
【小问7详解】
设所加盐酸溶液的物质的量浓度x,溶液恰好呈中性,根据电荷守恒,,根据物料守恒, = ,,,即,x=。
17. 镍及其化合物在工业上有广泛用途,以某地红土镍矿(主要成分NiO、MgO、、和铁的氧化物)为原料,采用酸溶法制取和,工业流程如图所示:
已知:①常温下,易溶于水,和NiOOH不溶于水;。
②在上述流程中,某些金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH如下:
沉淀物
开始沉淀时的pH
7.1
7.6
2.7
3.4
9.2
沉淀完全()时的pH
9.0
9.6
3.2
4.7
11.1
回答下列问题:
(1)“浸取”时需将矿样研磨的目的是______,“滤渣1”的成分______(填化学式)。
(2)“滤液1”中加入的作用是______(用离子反应方程式表示)。
(3)操作II为达到实验目的,由表中的数据判断通入调节溶液pH的范围是______。
(4)“滤液1”中是否存在,可用______检验。
(5)“沉镍”中pH调为8.5,则滤液中的浓度为______。
(6)操作V是______、过滤、洗涤。
(7)在碱性溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH,该反应的离子方程式为______。
【答案】(1) ①. 增大反应物接触面积,加快反应速率,提高浸取率 ②.
(2)
(3)4.7~7.1 (4)KSCN(硫氰化钾)溶液
(5)
(6)蒸发浓缩、冷却结晶
(7)
【解析】
【分析】红土镍矿(主要成分NiO、MgO、、和铁的氧化物)在硫酸中浸取,NiO、MgO、和铁的氧化物与硫酸反应,二氧化硅和硫酸不反应,过滤,向滤液中加入双氧水氧化亚铁离子,再加入氨气调节溶液的pH值沉淀铝离子和铁离子,过滤,向滤液中加入氧化镁调节溶液pH值沉淀镍离子,过滤,向氢氧化镍中加入硫酸得到硫酸镍,将滤液3经过一系列操作得到硫酸镁晶体。
【小问1详解】
“浸取”时需将矿样研磨的目的是增大反应物接触面积,加快反应速率,提高浸取率;NiO、MgO、和铁的氧化物与硫酸反应,不与硫酸反应,因此“滤渣1”的成分;故答案为:增大反应物接触面积,加快反应速率,提高浸取率;。
【小问2详解】
“滤液1”中加入的作用是将亚铁离子氧化为铁离子,以便调节溶液pH值而除掉,其离子方程式为;故答案为:。
【小问3详解】
操作II为达到实验目的,其目的是沉淀铁离子、铝离子,而不能沉淀镍离子和镁离子,根据铝离子最终沉淀完的pH值和镍离子开始沉淀的pH值得到,由表中的数据判断通入调节溶液pH的范围是4.7~7.1;故答案为:4.7~7.1。
【小问4详解】
“滤液1”中是否存在,可用KSCN(硫氰化钾)溶液检验,溶液变为红色,说明含有铁离子,反之则无;故答案为:KSCN(硫氰化钾)溶液。
【小问5详解】
镍离子沉淀完全的pH值为9.0 ,则 ,“沉镍”中pH调为8.5,则滤液中的浓度为;故答案为:。
【小问6详解】
操作V是从溶液得到晶体,因此操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤;故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶。
【小问7详解】
在碱性溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH即镍离子和次氯酸根在碱性条件反应生成氯离子、水和NiOOH,该反应的离子方程式为;故答案为:。
18. 甲醇来源丰富,价格低廉,是一种重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景。
I.工业生产甲醇的常用方法是 。
已知: ;。
(1)计算: ___________。
(2)若在绝热恒容的容器内进行反应,初始加入和,下列不能表示该反应达到平衡状态的有___________(填字母)。
A. 保持不变 B. 容器中混合气体的密度不变化
C. D. 容器中混合气体的压强不变化
(3)下列措施既能提高反应中CO的平衡转化率,又能加快反应速率的是___________。
A. 降低温度 B. 缩小容器体积
C. 加入催化剂 D. 从反应体系中移除甲醇
II.制甲醇所需要的H2,可用下列反应制取: 。某温度下发生该反应,若起始时向恒容容器中充入和,达到平衡时,的转化率为60%,试回答下列问题:
(4)该温度下,反应达平衡,用表示内该反应的平均反应速率为___________,初始压强为,该反应的压强平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)若再次向容器中充入和,则此时该反应的(正)___________(填“>”“<”或“=”)(逆)。
【答案】(1) (2)ABC (3)B
(4) ①. ②. 2.25
(5)>
【解析】
【小问1详解】
已知:① ;
② ;
③;由盖斯定律,反应2×②+③-2×①得反应,=;
【小问2详解】
A.等于化学计量数之比,是定值,不能表示该反应达到平衡状态,A符合题意;
B.恒容容器,根据质量守恒,混合气体密度是定值,不能表示该反应达到平衡状态,B符合题意;
C.反应的速率比等于化学计量系数比,不代表正逆反应速率相等,不能表示该反应达到平衡状态,C符合题意;
D.在绝热恒容的容器内进行气体分子数改变的反应,则混合气体的压强不变化能表示该反应达到平衡状态,D不符合题意;
故选ABC;
【小问3详解】
A.降低温度,反应速率减慢,A错误;
B.缩小容器体积,压强增大,反应速率加快,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,B正确;
C.加入催化剂,反应速率加快,CO的平衡转化率不变,C错误;
D.从反应体系中移除甲醇,反应物质浓度减小,反应速率减慢,D错误;
故选B;
【小问4详解】
达到平衡时,的转化率为60%,的转化0.6mol,、均剩余0.4mol,生成0.6mol,生成CO20.6mol,用表示内该反应的平均反应速率为=;该反应为等体积反应,压强不变,、、、CO2的分压分别为、、、,该反应的压强平衡常数=2.25;
【小问5详解】
反应中各化学计量数均为1,该反应的平衡常数为=2.25,若再次向容器中充入和,此时浓度商为,可知反应正向进行,(正) >(逆)。
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